Рубіж звукових чудес: створено звук, здатний пройти крізь натовп і досягти лише однієї людини

Звук, який чути лише одній людині, що стоїть у конкретній точці, може здатися чимось неймовірним. Однак тепер учені досягли нового рубежу звукових чудес: команда запевняє, що їм вдалося створити так звані "чутні анклави", де тільки одна людина може чути певний звук, і це не заважає решті людей, які стоять поруч із нею, пише Futurism.

Незвичайний звук був створений командою вчених з Університету штату Пенсільванія і дослідники вважають, що їхня нова технологія насправді може створювати ізольовані від навколишнього середовища звукові кишені. Передбачається, що ці кишені можна направити на певне місце, потенційно виділяючи когось серед натовпу.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами провідного автора роботи, дослідника акустики в Університеті штату Пенсільванія Цзясіня Чжуна, звукові хвилі, зокрема й ультразвукові, які використовуються для створення чутних анклавів, не чути на шляху поширення, а деколи навіть можуть бути вигнуті, щоб уникнути перешкод. Простими словами, звукові хвилі досягають людських вух лише досягнувши місця призначення.

За словами іншого співавтора дослідження, професора акустики Університету штату Пенсільванія Юнь Цзіна, по суті, вони з командою створили "віртуальну гарнітуру", яка дає змогу людині, яка перебуває в певному анклаві, чути те, що призначене лише їй.

Звукові хвилі заломлюються або поширюються в міру свого поширення, особливо на низьких частотах, що ускладнює їхнє стримування. Щоб обійти це, у своєму дослідженні вчені використовували два пучки ультразвукових хвиль, схожих на ті, що використовуються в медичній візуалізації, які вібрують на частоті, набагато вищій за людський слух, як "носія чутного звуку". Таким чином, під час свого руху вони безшумні для людських вух і стають чутними тільки тоді, коли досягають своєї мети.

Але що, якщо на шляху звукової хвилі є перешкода? За словами співавторів дослідження, для розв'язання цього питання вони використовували ще одне ключове нововведення: ультразвукові промені, здатні згинатися. Для розв'язання проблеми вчені використовували "акустичні" метаповерхні, здатні маніпулювати траєкторіями звукових хвиль у міру поширення.

І навіть це ще не все. Автори дослідження також змогли перетворити ультразвукові учи в те, що здатне почути людське вухо. Команда досягла цього, спроєктувавши кожен промінь на різних частотах — наприклад, на 40 000 Гц і один на 39 500 Гц. Коли промені перетинаються, це генерує нову звукову хвилю на частоті 500 Гц, що в середньому діапазоні людського слуху.

Автори дослідження також протестували свою нову систему, використавши імітатор голови й тулуба з мікрофонами всередині вух, щоб імітувати те, що чує людина в точках уздовж траєкторії ультразвукового променя, а також третій мікрофон для сканування області перетину. У результаті їм вдалося підтвердити, що звук не було чути за межами певної точки.

Вчені стверджують, що вже сьогодні вони можуть створити подібні анклави на відстані близько 91 сантиметра за помірних 60 децибелів, що приблизно відповідає гучності розмови. Утім, команда визнає, що їхня ідея все ще далека від масштабування і виходу на широкий ринок.

Раніше Фокус писав про те, що звук все ж може поширюватися у вакуумі: вчені з'ясували, як це відбувається.